1、十 波 的 形 成(15 分钟30 分)一、选择题(本题共 4 小题,每题 5 分,共 20 分)1以下关于波的说法中,不正确的是()A在波的传播过程中,介质中的质点不随波的传播方向迁移B波的传播过程是质点振动形式的传递过程C机械振动在介质中的传播形成机械波D质点的振动速度就是波速【解析】选 D。在波的传播过程中,介质中的质点只在自己平衡位置附近振动,而不随波的传播方向迁移,选项 A 正确,不符合题意;波的传播过程是质点振动形式的传递过程,选项 B 正确,不符合题意;机械振动在介质中的传播形成机械波,选项 C 正确,不符合题意;质点的振动速度与波速是两个不同的概念,两者不相同,选项 D 错误,
2、符合题意。本题选不正确的,故选 D。2横波和纵波的区别是()A横波中的质点做的是振动,纵波中的质点是沿波传播的方向运动B横波的传播速度一定比纵波慢C横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部D横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上,纵波中质点的振动方向与波的传播方向垂直【解析】选 C。物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波称作横波;把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波称作纵波,对于纵波质点的运动方向与波的传播方向可能相同,也可能相反,故 A、D 错误;波速与介质有关,与横波或纵波无关,故 B 错误;横波形成波峰和波谷,纵波形成疏部和密部,故 C 正确。3波在传播过程中,
3、下列正确的说法是()A介质中的质点随波迁移B波源的振动能量随波传递C振动质点的频率随着波的传播而减小D波源的能量靠振动质点的迁移随波传递【解析】选 B。介质中的质点只在自己平衡位置上下振动,而不随波迁移,选项A 错误;波源的振动能量随波传递,选项 B 正确;振动质点的频率等于波源的振动频率,不随着波的传播而减小,选项 C 错误;波的振动是传播能量的形式,并不是靠振动质点的迁移来传播,故 D 错误;故选 B。4将一部手机调在接收信号就发出声响并且振动的状态,然后将这部手机放在密封的玻璃罩内,当我们抽掉玻璃罩内的空气后,再发出信号呼叫该手机,你可以发现()A手机发出声音同时振动B手机发出声音但是不
4、振动C手机没有发出声音也不振动D手机没有发出声音但是在振动【解析】选 D。声音是由物体的振动产生的,声音的传播需要介质,声音在真空中不能传播,所以抽掉玻璃罩内的空气后,声音传播不出来;电磁波传递不需要介质,手机可以收到信号并振动,故能发现手机没有发出声音但是在振动,故 D正确,A、B、C 错误。【加固训练】下列关于机械波的说法中,错误的是()A机械波的传播方向就是波中质点迁移的方向B机械波的传播方向就是振动能量传递的方向C机械波传播的是振动这种运动形式,质点并不随波迁移D波不但能传递能量,也能传递信息【解析】选 A。在机械波形成的过程中,介质中各质点只在各自的平衡位置附近做振动,传播方向与振动
5、方向可以垂直(横波),也可以平行(纵波),故 A 错误;机械波在传播振动形式的过程中,同时将能量由近及远传递,传播方向就是振动的能量传递的方向,故 B 正确;机械波传播的是振动这种运动形式,质点并不随波迁移,故 C 正确;机械波不但能传递能量,而且能传递信息,如声波,故 D 正确;本题选错误的,故选 A。二、非选择题(10 分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)5如图所示是一列向右传播的横波,请说出这列波中 a、b、c、dh 等质点这一时刻的速度方向。【解析】由波的形成特点可知,介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动,后面质点的振动是前面质点振动的重复,比较沿波传播方向上
6、相邻的两质点,可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点。此题中质点 c 和 g 此时在最大位移处,速度为零,无速度方向可言,若以此时最大位移处的 c 点为参考点,由波的传播方向和传播的特点可知 d 点相对于 c 点为后一质点,d 点的振动滞后于 c,要追随移动到负的最大位移处,所以速度方向向下,e、f 依次跟上,速度都向下;b 的振动超前,已从负的最大位移回振,所以速度向上;a 超前 b,已回到平衡位置,速度最大也向上;同理以 g 为参考点,可知 h 点速度向上。答案:a、b、h 向上,c、g 速度为零,d、e、f 向下【总结提升】绳波理解三个关键点(1)结合绳波特点,记住绳波是横波。(2)
7、结合绳波形成过程,理解好各质点“依次、带动、重复”的含义。(3)结合绳波的传播特点,理解所有波的传播实质,即传播振动形式和传递波源的能量。(10 分钟20 分)6.(6 分)(多选)“蜻蜓点水”是常见的自然现象,蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜓点水的俯视照片,该照片记录了蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹,其形状如图所示。由图分析可知()A蜻蜓第一次点水处为 A 点B蜻蜓第一次点水处为 C 点C蜻蜓飞行的速度大于水波传播的速度D蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度【解析】选 B、C。在同一时刻观察时,越先激起的波纹扩散开来的半径越大,因C 的半径大于 A 的半径
8、,说明蜻蜓第一次点水处为 C 点,故 A 错误,B 正确;若蜻蜓飞行速度与水波速度相同,那么蜻蜓点水会在上一个水波边线上,而水波以相同速度运动,所以每个圆都应内切。由题图可知,后击水产生的波纹超过先击水产生波纹,说明蜻蜓飞行速度大于水波传播速度,C 正确,D 错误。【加固训练】(多选)一次小张去公园游玩,他向一处平静的水面丢进一颗石子,激起一圈圈水波,小张观察到,石子落点平静后,远处的水波依然在向更远扩散,下列说法正确的是()A石子落点处的水振动后,引起相邻的水依次振动形成了水波B石子落点处的水迁移到了远处,所以远处的水波可以继续传播C波源停止振动后,水波仍旧可以传播D波源停止振动后,远处的水
9、由于获得了能量,所以还可以振动【解析】选 A、C、D。石子落点处的水振动后,由于质点间相互作用,所以引起相邻的水依次振动形成了水波,故 A 正确;质点只在平衡位置附近振动,不随波迁移,故 B 错误;机械波传播的是机械振动的形式、能量,所以波源停止振动后,水波仍旧可以传播,随波传到的地方,质点还可以振动,故 C、D 正确。7(14 分)资料记载,海啸波是重力长波,波长可达 100 千米以上,它的传播速度等于重力加速度 g 与海水深度乘积的平方根,使得在开阔的深海区低于几米的一次单个波浪,到达浅海区波长减小,振幅增大,掀起 1040 米高的拍岸巨浪,有时最先到达海岸的海啸可能是波谷,水位下落,暴露
10、出浅滩海底;几分钟后波峰到来,一退一进,造成毁灭性的破坏。(1)在深海区有一海啸波(忽略海深度变化引起的波形变化)如图甲,实线是某时刻的波形图,虚线是 t900 s 后首次出现的波形图。已知波沿 x 轴正方向传播,波源到浅海区的水平距离 s11.08 万千米,求海啸波到浅海区的时间 t1;(2)在浅海区有一海啸波(忽略海深度变化引起的波形变化)如图乙,波从进入浅海区到到达海岸的水平距离为 s2,写出该海啸波的表达式和波谷最先到达海岸的关系式。【解析】(1)由图甲得:1240 km,依题意有:t34 T,v11T,s1v1t1,解得:t115 h(2)由图像乙得波的振幅 A20 m,波长 240
11、 km由 t34 T 得波的周期:T1 200 s又 2T,且 yA sin t,解得波的表达式:y20sin 600 t(m),海啸波在浅海区的传播速度:v22T 1003 m/s,波谷最先到达海岸的关系式:s214 2v2t,解得波谷最先到达海岸的时间:t 3s2100 300(s)答案:(1)15 h(2)y20sin 600 t(m)t 3s2100 300(s)【加固训练】(多选)如图为一列简谐波在某时刻的波形图,a、b、c、d 为介质中的四个质点。a在波峰,d 在波谷,c 在平衡位置,b 的位移大小等于振幅的一半,四个质点的加速度大小分别为 aa、ab、ac、ad,它们的速度大小分别为 va、vb、vc、vd,四个质点的振幅大小为 Aa、Ab、Ac、Ad,则()Aacababaaad0CvavdvbvcDvavdvbvc【解析】选 A、D。机械波中各个质点都在做简谐运动,质点的加速度与质点的位移成正比,故 A 选项正确;各质点越靠近平衡位置,速度越大,位移越小,故D 选项正确。